寺河井田煤层气产能分布特征及影响因素分析

为研究寺河井田煤层气产能分布特征及其影响因素,以气井整个生命周期不同阶段的时间节点为分类标准,利用统计分析法对其历史排采数据进行归类,追踪气、水随时空变化特征,并从地质及工程两方面分析产能分布主控因素。结果表明:随着排采时间延长,煤层气井高产区范围逐渐扩大,低产区范围逐渐缩小,产能分布区域差异性大;构造、含气性、渗透率是产能的主控地质因素,含气性与产能分布一致度较高,构造通过影响含气性间接控制产能分布,渗透率差别较大时,产能与渗透率相关性显著;压裂、储层伤害、井下采掘活动是产能的工程影响因素,特别是储层伤害和井下采掘活动对产能影响较大,布井时需合理规划井上下联合开采时间关系,使气井达到产能最优化。     

新景矿3号煤层渗透率对有效应力敏感性实验分析

利用KDZS-Ⅱ型煤体瓦斯瞬时解吸及渗流特性测试仪在0.31、0.61 MPa气体压力条件下,开展了新景矿3号煤层渗透率对有效应力敏感性实验分析。结果表明:新景矿3号煤层渗透率对有效应力具有极强的敏感性,煤层渗透率随有效应力增加而降低,二者之间具有良好的负指数幂函数关系;相同气体压力和有效应力下各煤样试件的渗透率变化不同且分异现象显著;煤样试件的渗透率大小与孔隙度、裂隙方向密切相关,煤样试件裂隙方向平行于轴线方向、孔隙度大时,煤样试件的渗透率相对较大;煤样试件的裂隙方向垂直于轴线方向、孔隙度较小时,煤样试件的渗透率相对较小。     

阳泉矿区煤样不同应力状态下声发射特性分析

为探索原煤煤样的力学性能和不同应力状态下的声发射活动特性,对阳泉矿区新景矿、平舒矿主采煤层的煤样进行了单轴、三轴压缩和巴西劈裂的声发射试验,分析了2种煤样力学性能及不同加载过程的声发射活动规律。证明通过监测声发射(微震)活动分析煤样或煤岩体内部破坏状态是一种方便有效的手段。     

基于51单片机的步进电机调速控制风扇系统设计

介绍了反应式步进电机工作原理及工作方式,基于步进电机技术及风扇运行特点,对风扇控制电路和风扇系统控制程序进行了设计,并利用Keil C51对控制系统进行了软、硬件调试和仿真实验。实验结果表明：设计的调速控制系统电路及程序能满足风扇调速和转向的控制要求。     

采动覆岩裂隙动态演化规律的三维模拟

以新景矿3213工作面为背景,基于非连续介质的离散元方法,对工作面回采过程中覆岩运移和裂隙演化规律进行了三维全过程数值模拟。研究结果表明:覆岩的裂隙富集区形态、大小范围会随着工作面的推进发生变化;在工作面推进初期呈"拱形"形态,当推进到80 m时,由于采空区中部裂隙逐渐压实而呈"中部镂空的圆拱型"形态,开采完成后则成"圆环状"形态;且在此"圆环"中不同位置的裂隙富集区大小也存在一定差异,在采空区倾向两端的裂隙富集区形态近似相同,而沿工作面走向,工作面上方裂隙富集区的宽度和高度略大于开切眼处。     

赵庄井田奥灰水文地质特征及下组煤开采安全性评价

基于赵庄井田奥灰含水层发育特征及水文地质特征,结合该区构造特征、煤层底板岩层组合、突水系数3个指标对下组煤开采安全性进行评价,结果显示,奥灰含水层埋藏东浅西深,上部富水性弱-强,下部中-强;较大正断层错断使下组煤层与中奥陶统强含水灰岩直接接触,增加煤层充水性,对煤层开采具有一定的威胁;15~#煤底板岩层组合为软弱-坚硬-软弱型,在地下水的作用下会发生软化现象,降低煤层底板的稳定性;仅区块南部及东部部分区域突水系数在安全开采范围之内,其它地区均存在突水危险。     

基于采动覆岩裂隙三维分布形态的地面L型抽采 钻孔合理位置研究

高瓦斯矿井使用地面L型钻孔代替高抽巷抽采瓦斯,能够节省大量巷道掘进工程,减缓采掘接替紧张状况。为了研究L型钻孔的最优布置位置,以新景矿3213工作面为例,采用相似模拟和三维数值模拟,确定了采场上方覆岩的运移规律和裂隙带三维分布形态。根据采动三维裂隙分布形态建立三维裂隙场模型,导入COMSOL模拟软件,对不同位置的L型地面定向钻孔,模拟抽采过程中的瓦斯运移规律和富集分布区域。结果表明,抽采钻孔能有效降低采空区的瓦斯体积分数,钻孔布置在回风巷上方的"O"型裂隙区中上部时抽采效果最好。根据新景矿3213工作面实际情况,定向钻孔最优布置位置为垂直方向在回风巷上方距煤层顶板20～30 m,水平方向在回风巷内错平距15～30 m。经现场5个月的抽采试验,地面L型钻孔平均抽采瓦斯体积分数78.5%,抽采瓦斯纯量8.58 m~3/min,日抽采纯量达到11 953 m~3,占工作面总瓦斯涌出量的42.60%,有效地解决了工作面瓦斯的控制问题。     

阳泉寺家庄井田含煤地层煤层测井密度模型和有效孔隙度计算

在总结阳泉矿区寺家庄井田含煤地层发育特征的基础上,优选出六层可以作为煤层气开发层位的煤层进行煤岩组分分析,并提取各取样煤层所对应的测井参数,建立了自然伽马与灰分、固定碳与灰分、挥发分与视电阻率之间的线性关系。依据煤层体积可以分成固定碳、挥发分、灰分和测井液(孔隙中充满测井液)四部分,作为对测井响应的贡献之和,建立了测井密度模型用于计算煤层有效孔隙度,结果显示孔隙度测井计算结果与实测结果相差不超过10%。研究成果可用于指导煤岩工业组分分析和储层物性分析。     

基于低温液氮吸附实验的成庄井田3号煤孔隙特征研究

煤的孔隙特征控制着煤的吸附、扩散和渗流特性,采用低温液氮吸附实验对成庄井田3号煤孔隙特征进行了研究。结果表明:煤中孔径小于4 nm的孔隙多为一端开口孔,孔径大于4 nm的孔隙多为两端开口的孔、墨水瓶孔和少量一端开口的孔;煤中孔隙主要为过渡孔和微孔,大孔、中孔不甚发育,使得煤孔比表面积相对较大、孔容相对较小,有利于煤层气的吸附、凝聚储集和扩散运移。